(57)【要約】【課題】  本発明は、高画質データの変換処理を低コストで実現できるデータ変換システムを提供する。【解決手段】  本発明のデータ変換システムは、ＬＵＴを記憶する大容量低速な第１の記憶手段と、ＬＵＴの一部を記憶する小容量高速な第２の記憶手段と、第２の記憶手段に記憶されているデータの参照情報を記憶する小容量高速な第３の記憶手段と、を有し、データが入力されると、第３の記憶手段に記憶されている参照情報を用いて、当該入力データに対応する変換データが第２の記憶手段に存在するか否かを判定し、存在していると判定した場合は、第２の記憶手段から対応する変換データを選択して出力し、存在していないと判定した場合は、第１の記憶手段から対応する変換データを選択して出力する、ことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データに対応する変換データの集合体を記憶する第１の記憶手段と、
該第１の記憶手段よりも高速にデータの読み書きができ、該第１の記憶手段に記憶されている前記変換データの集合体の一部を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段よりも高速にデータの読み書きができ、前記第２の記憶手段に記憶されているデータの参照情報を記憶する第３の記憶手段と、を有し、
データが入力されると、前記第３の記憶手段に記憶されている参照情報を用いて、当該入力データに対応する変換データが前記第２の記憶手段に記憶されているか否かを判定し、その結果、前記第２の記憶手段に記憶されていると判定した場合は前記第２の記憶手段から対応する変換データを選択して出力し、記憶されていないと判定した場合は前記第１の記憶手段から対応する変換データを選択して出力する、ことを特徴とするデータ変換システム。
【請求項２】
前記入力データは、タグ部、インデック部及びワード部の各ビットフィールドで構成され、前記第２の記憶手段が記憶する変換データは、その対応する入力データのタグ部及びインデック部が共通していることを特徴とする請求項１に記載のデータ変換システム。
【請求項３】
前記入力データはＲＧＢ方式のデータであり、各色の階調において、それぞれ上位ビットから順に所定ビット長ずつタグ部、インデック部及びワード部が割り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のデータ変換システム。
【請求項４】
前記第１の記憶手段はＤＲＡＭであり、前記第２の記憶手段及び前記第３の記憶手段はＳＲＡＭであることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のデータ変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力されたデータを変換して出力するデータ変換システムに関し、特に、所定の変換テーブルを用いて、入力された色情報データを方式の異なる色情報データに変換して出力するデータ変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、色データの変換（所定方式の色情報データを異なる方式の色情報データに変換すること）方式として、所定の計算式を用いた演算によって変換データを生成する方式や、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いる方式がよく知られている。
【０００３】
前者の方式は、変換に係る計算式が簡単である場合（例えば、線形変換となる場合等）には、処理も速く、必要とするメモリも小容量で済む等といった利点がある。しかし、ＲＧＢ方式の色情報データをＣＭＹ方式の色情報データへ変換する場合等の非線形変換では、計算式は複雑化する。その結果、これをソフトウェアプログラムで処理すれば処理時間は長くなり、ハードウェアで実現しても回路規模が増大してしまう等の問題点がある。
【０００４】
一方、後者のＬＵＴ（入力データに対する変換（出力）データの集合体）を用いる方式は、データ入力時において、予め作成しておいたＬＵＴを参照するだけで変換データが得られるため、簡易な回路構成でシステムを実現できる。したがって、ＬＵＴ方式は、写真処理装置やコピー機等の色データ変換において広く使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＵＴは、その構造上、入力データのビット幅（例えば、ＲＧＢ各色の階調数等）が増加すると、その必要容量は増大するという性質を有する。例えば、入力データを各色８ビット階調であるＲＧＢ方式の色情報データとし、変換データを各色１バイト長であるＣＭＹ方式の色情報データとしてＬＵＴを作成すると、その必要容量は４８Ｍバイト（＝２24×３）となるが、入力データが各色１０ビット階調に増えると、ＬＵＴの必要容量は、３Ｇバイト（＝２30×３）にまで増大する。
【０００６】
また、ＬＵＴは、処理速度の問題から、通常、高速にアクセスできるＳＲＡＭ（Static RAM）等の半導体メモリに展開して使用されるが、かかる高速メモリは高価なものであるので、上記ＬＵＴ容量の増大はコストアップを招くことになる。
【０００７】
また、近年、画像の高画質化への要求が高まり、各色１０ビット以上である高階調データの変換も実際に要求されつつある。したがって、ＬＵＴ方式のデータ変換システムでは、上記コストアップの問題を早急に解決する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決し、高画質データの変換処理を低コストで実現できるデータ変換システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るデータ変換システムは、入力データに対応する変換データの集合体を記憶する第１の記憶手段と、該第１の記憶手段よりも高速にデータの読み書きができ、該第１の記憶手段に記憶されている前記変換データの集合体の一部を記憶する第２の記憶手段と、前記第１の記憶手段よりも高速にデータの読み書きができ、前記第２の記憶手段に記憶されているデータの参照情報を記憶する第３の記憶手段と、を有し、データが入力されると、前記第３の記憶手段に記憶されている参照情報を用いて、当該入力データに対応する変換データが前記第２の記憶手段に記憶されているか否かを判定し、その結果、前記第２の記憶手段に記憶されていると判定した場合は前記第２の記憶手段から対応する変換データを選択して出力し、記憶されていないと判定した場合は前記第１の記憶手段から対応する変換データを選択して出力する、ことを特徴とする。
【００１０】
上記構成のデータ変換システムによれば、第１の記憶手段には入力データに対応する変換データの集合体（ＬＵＴ）が記憶され、第２の記憶手段にはそのＬＵＴの一部が記憶され、第３の記憶手段には第２の記憶手段に記憶されているデータを参照するための情報が記憶されている。また、第２及び第３の記憶手段は、第１の記憶手段よりも高速に動作する。
【００１１】
そして、変換前のデータが入力されると、先ず、第３の記憶手段に記憶されている参照情報を用いて、当該入力データに対応する変換データが第２の記憶手段に記憶されている（存在しているか）か否かが判定される。その結果、第２の記憶手段に存在していると判定されれば、対応する変換データは第２の記憶手段から読み出され、後段の処理部等へ出力される。
【００１２】
つまり、第２の記憶手段に記憶されている変換データが選択される（読み出される）頻度が高くなると、低速である第１の記憶手段へのアクセス回数が減り、変換処理は高速化することになる。本発明のデータ変換システムは、低速動作する第１の記憶手段に大容量となるＬＵＴを記憶させ、高速動作する第２の記憶手段をキャッシュとして機能させていることに特徴を持つ。
【００１３】
また、第１の記憶手段には低速な半導体メモリを想定するが、通常、かかる低速メモリは単位容量あたりの価格が安いので、上記構成とすることで、記憶すべきＬＵＴが大容量となっても、コストアップを抑えることができる。
【００１４】
また、一般に、あるデータが入力されると、その内容に近い（近傍している）データがその後続けて入力される可能性が高いことから、直近の入力データと近傍するデータに対応する変換データを第２の記憶手段に記憶させておけば、キャッシュのヒット率が向上する可能性が高いといえる。
【００１５】
そこで、入力データの各構成ビットについて、その変化に対する入力データ内容の変化の割合が大きくなる順に、タグ部、インデック部及びワード部の各ビットフィールドを割り付け、ワード部のみが異なる入力データは近傍しているものとして管理すると、制御が容易となり好ましくなる。この場合、直近の入力データとタグ部及びインデック部が共通しているデータに対応する変換データを第２の記憶手段に記憶させればよい。
【００１６】
また、入力データはＲＧＢ方式のデータであり、ＲＧＢ各色の階調において、それぞれ上位ビットから順に所定ビット長ずつタグ部、インデック部及びワード部の各ビットフィールドが割り付けられるのが好ましい。
【００１７】
一般に、画像データの隣接するピクセル同士は似たような値となるため、入力されるデータの局所性は高い。したがって、かかる色情報データの変換処理に本発明のデータ変換システムを適用するのが最も効果的といえる。
【００１８】
また、第１の記憶手段には価格が安く高集積も可能なＤＲＡＭを使用し、第２の記憶手段及び第３の記憶手段には高速に動作するＳＲＡＭを使用するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明に係るデータ変換システムは、使用するルックアップテーブル（ＬＵＴ）の容量が増大しても、コストアップが抑えられ、しかも処理速度等の性能を維持できるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るデータ変換システムの一実施形態について図面を参酌しつつ説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係るデータ変換システムの構成を示すブロック図である。図１において、データ変換システム１は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を記憶するメインデータメモリ２、メインデータメモリ２に記憶されたＬＵＴの一部を記憶するデータメモリ３、データメモリ３が記憶する変換データを参照するための情報を記憶するタグメモリ４、入力データの内容とタグメモリ４に記憶された参照情報との比較を行う比較器５及び比較器５からの制御信号に基づいてメインデータメモリ２又はデータメモリ３の何れかから対応する変換データを読み出して出力するマルチプレクサ６を有する。
【００２２】
本実施形態に係るデータ変換システム１は、入力データバス７を介して入力されたＲＧＢ方式のデータ（ＲＧＢデータ）をＣＭＹ方式のデータ（ＣＭＹデータ）に変換し、出力データバス８を介して後段の処理部等へ出力する処理を行う。本実施形態では、各色それぞれ２10階調（１０ビット）のＲＧＢデータが入力され、それに対応する各色１バイト長のＣＭＹデータを出力する。
【００２３】
メインデータメモリ２が記憶するＬＵＴには、入力されるＲＧＢデータの各階調が取り得る値の全ての組み合わせ（２10×２10×２10＝２30）に対応するＣＭＹデータが設定されている。したがって、メインデータメモリ２の記憶容量は、最低でも３Ｇバイト（＝２30×３バイト）必要となる。尚、本実施形態では、メインデータメモリ２としてＤＲＡＭを採用する。
【００２４】
ＬＵＴは、本システムがデータ変換処理を開始する前（例えば、電源投入時等）に外部記憶装置等からデータ設定用バス９を介してメインデータメモリ２に書き込まれる。
【００２５】
データメモリ３は、メインデータメモリ２よりも高速に動作する半導体メモリ（本実施形態ではＳＲＡＭ）であり、データ更新用バス１０を介して転送されるメインデータメモリ３に記憶されているＬＵＴの一部を記憶する。
【００２６】
タグメモリ４は、データメモリ３と同様にメインデータメモリ２よりも高速に動作する半導体メモリ（本実施形態ではＳＲＡＭ）であり、データメモリ３に記憶される変換データ（ＣＭＹデータ）の参照情報を記憶する。
【００２７】
比較器５は、入力されたデータとタグメモリ４に記憶された参照情報を比較し、当該入力データ（ＲＧＢデータ）に対応する変換データ（ＣＭＹデータ）が、データメモリ３内に存在しているか否かを判定し、その結果に基づく制御信号（存在する場合はヒット信号、存在しない場合はミスヒット信号）をマルチプレクサ６に対して出力する。
【００２８】
マルチプレクサ６は、比較器５からの制御信号を入力し、それがヒット信号ならば、データメモリ３から対応するＣＭＹデータを読み出し、ミスヒット信号ならば、メインデータメモリ２から対応するＣＭＹデータを読み出して出力する。
【００２９】
以上のように、データ変換システム１は、データメモリ３をいわゆる「キャッシュ」として機能させている。
【００３０】
また、データ変換システム１は、このキャッシュの効果を高めるため、入力データに複数のビットフィールドを割り付けて（図２参照）制御を行っている。
【００３１】
図２に示すように、入力されるＲＧＢデータには、各色の階調ごとに、それぞれ上位ビットから順に所定ビット長ずつタグ部、インデックス部及びワード部の各ビットフィールドが割り付けられている。これらの各ビットフィールドは、ＲＧＢデータに影響を及ぼす度合いによって区分けされている。つまり、その構成ビットの増減で、対応する各色の数値が大きく変化し、結果としてＲＧＢデータの内容が大きく変化するものがタグ部であり、次いでインデックス部となっている。そして、ワード部は、その構成ビットの増減が変化してもＲＧＢデータの内容が大きく変化しないビットフィールドであることを示している。
【００３２】
以下、このようなビットフィールドを割り付ける理由について説明する。
【００３３】
一般に画像データの隣接するピクセル同士は似たような値、換言すれば、各色の上位ビットが共通している傾向にある。したがって、画像処理にて使用される本実施形態のデータ変換システム１では、上位ビットが共通するＲＧＢデータが続けて入力される可能性が高いといえる。
【００３４】
かかる理由から、直近に入力されたＲＧＢデータと上位ビットが共通するデータ（言い換えれば、下位ビットのみが異なるデータ）に対応する変換データがキャッシュであるデータメモリ３に常時存在していれば、データメモリ３の使用頻度（キャッシュのヒット率）が高まるといえる。
【００３５】
そこで、図２に示すような各ビットフィールドの割り付けを行い、上位ビット（タグ部及びインデックス部）と下位ビット（ワード部）の区別を明確にし、制御を容易にしているのである。具体的には、直近に入力されたデータと各色のタグ部及びインデックス部が共通するＲＧＢデータに対応した変換データ（ＣＭＹデータ）をデータメモリ３に記憶させることで、ヒット率の向上を図っている。
【００３６】
尚、各ビットフィールドのビット長は、入力データの種別や本発明のデータ変換システムを組み込むシステムの環境等によって、適宜調整されるものである。
【００３７】
次に、図３のフローチャートを用いて、本実施形態に係るデータ変換システム１の制御内容を詳細に説明する。
【００３８】
図３において、新たなデータ（ＲＧＢデータ）が入力されると（ステップＳ１０）、比較器５は、当該入力データのインデックス部とタグメモリ４に記憶されている参照情報（インデックス）との比較を行う（ステップＳ２０）。タグメモリ４には、ＲＧＢ各色のタグ部に対する有効フラグとインデックスが記憶されており、これが参照情報を構成している。有効フラグは、タグに対応するインデックスが有効か否かを示すフラグであり、これがバリッド（有効）の場合はデータメモリ３に有効なインデックスが記憶されていることを示し、インバリッド（無効）の場合は記憶されていないことを示す。
【００３９】
比較器５は、この参照情報から、入力データの各色のインデックス部に対応する有効フラグをチェックし、かつ、入力データのインデックス部とタグメモリ４に記憶されたインデックスを比較することで、データメモリ３に入力データ（ＲＧＢデータ）に対応する変換データ（ＣＭＹデータ）が存在しているか否かの判定を行う（ステップＳ３０）。ここで、記憶されていると判定した（ヒットした）場合は、その旨を示す信号（ヒット信号）をマルチプレクサ６に出力する（ステップＳ４０）。マルチプレクサ６は、該信号を受けると、データメモリ３に記憶されているデータ（ＬＵＴの一部）から対応する変換データを選択し（ステップＳ５０）、出力データバス８を介して、当該変換データを図示しない後段の処理部等に出力する（ステップＳ６０）。尚、ＬＵＴから対応する変換データを特定する際には、入力データの各色のインデックス部及びワード部を選択キーとして用いればよい。
【００４０】
一方、対応する変換データがデータメモリ３に記憶されていないと判定した（ミスヒットした）場合（ステップＳ３０でＮＯ）は、比較器５はその旨を示す信号（ミスヒット信号）をマルチプレクサ６に出力する（ステップＳ７０）。該信号を受けて、マルチプレクサ６は、メインデータメモリ２に記憶されているＬＵＴから対応する変換データを選択し（ステップＳ８０）、出力データバス８を介して、当該変換データを図示しない後段の処理部等に出力する（ステップＳ９０）。尚、メインデータメモリ２の記憶データから対応する変換データを特定する際には、入力データの各色の全ビットフィールド（タグ部、インデックス部及びワード部）を選択キーとして用いる。
【００４１】
そして、データメモリ３の記憶内容を更新する（ステップＳ１００）。具体的には、当該入力データと各色のタグ部及びインデックス部が共通するＲＧＢデータに対応するＣＭＹデータがメインデータメモリ２のＬＵＴから抽出され、これらのデータが更新データバス１０を介して、データメモリ３に書き込まれる。そして、これと整合させるため、タグメモリ４の参照情報も更新する（ステップＳ１１０）。具体的には、以前までの入力データの各色のタグに対応するインデックスと有効フラグを、当該入力データの各色のタグに対応するインデックスに置き換え、有効フラグをバリッドにする。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係るデータ変換システムは、ＬＵＴ全体を記憶するメインデータメモリ２に低速であるが安価であるＤＲＡＭを使用しているため、従来のようにＳＲＡＭのみにＬＵＴを展開する場合と比べ低コストで済む。また、一部のＬＵＴを記憶させるデータメモリ３には、高速メモリであるＳＲＡＭを使用し、これをキャッシュとして機能させることで、処理速度の低下を抑えている。
【００４３】
また、入力されるデータ（ＲＧＢデータ）に局所性があることを利用し、ＲＧＢデータの各色の階調ごとに、タグ部、インデックス部及びワード部の各ビットフィールドを割り付けて制御することで、使用頻度の高い（キャッシュヒット率が高くなる）適切な変換データをメインデータメモリ２のＬＵＴから抽出してデータメモリ３に記憶させることができ、データメモリ３及びタグメモリ４の構造も簡略化できる。
【００４４】
尚、本発明に係るデータ変換システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、ＲＧＢ方式の色情報データが入力され、これをＣＭＹ方式の色情報データに変換しているが、これに限定されず、ＣＭＹＫ、ＨＳＢ等の様々な色情報データに変換が可能であり、その逆の変換も可能である。
【００４６】
また、色情報データの変換に限定されず、変換前後のデータにＬＵＴが作成できる関係があれば、データの種類は問わない。
【００４７】
また、本発明のデータ変換システムは、データメモリ３、タグメモリ４及び比較器５からなる組を複数有する構造とすることもできる。この場合、各組のデータメモリ３に、それぞれ異なる条件でメインデータメモリ２のＬＵＴから抽出した変換データ（例えば、対応する入力データの各色のインデックス部のみが異なる等）を記憶させると、ヒット率の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ変換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態において、入力データに対する各ビットフィールドの割り付け状況を示す図である。
【図３】同実施形態に係るデータ変換システムの制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１…データ変換システム、２…メインデータメモリ、３…データメモリ、４…タグメモリ、５…比較器、６…マルチプレクサ、７…入力データバス、８…出力データバス、９…データ設定用バス、１０…更新データバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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